Große Baugruppen im Griff

Moderne Produkte werden in puncto Design und Funktionalität immer komplizierter. Entsprechend werden auch die zugehörigen detaillierten Produktmodelle äußerst komplex. Diese Modelle bestehen oft aus extrem großen Baugruppen, die den Konstruktionsprozess zusätzlich erschweren. Glücklicherweise werden sowohl bei Software als auch bei der Hardware Fortschritte gemacht, mit denen Unternehmen die Herausforderungen der Entwicklung im Kontext so vieler Einzelteile in den Griff bekommen können.

Die Herausforderungen

Große Baugruppen können PCs überlasten und die Geduld von Ingenieuren auf die Probe stellen, die warten müssen, bis die riesigen Dateien in ihre CAD-Software geladen werden. In einer aktuellen Branchenstudie gaben mehr als 40 Prozent der Befragten an, dass sie häufig übermäßige Verzögerungen beim Laden von großen Baugruppen und bei der Interaktion hinnehmen müssen.

Diese riesigen Modelle sind nicht mehr nur geometrische Darstellungen der Produkte, sondern sind vollgepackt mit zugehörigen Produktdaten (Metadaten, Spezifikationen, Materialeigenschaften, Fertigungsoptionen und Kostenschätzungen). Sie sind also vollwertige digitale Darstellungen des echten Produkts.

Ingenieure können mit ihrer Hilfe Belastungs-, Wärme-, Flüssigkeitsströmungs- und elektromechanische Simulationen durchführen wie an echten Prototypen. Trotz wichtiger Verbesserungen bei der Software sowie der Geschwindigkeit und Performance moderner Workstations ist das Problem bei Konstruktionsingenieuren in der Automobil- und Schwerindustrie immer noch weit verbreitet.

Mit Teilezahlen zwischen 10.000 und mehreren Hunderttausend können große Baugruppen Workstations schnell in die Knie zwingen. Laut einem neuen White Paper von CIMdata mit dem Titel CAD Selection Considerations: Product Assemblies greifen Benutzer oft auf Workarounds zurück, wenn ihre CAD-Software nicht reagiert. Unglücklicherweise können diese Tricks zu einer Zunahme der Konstruktionsfehler führen, was später Probleme im Produktbereitstellungsprozess nach sich ziehen kann.

Die Softwareseite

Auf der Softwareseite der Gleichung wurden mehrere Fortschritte gemacht, die Ingenieuren die Arbeit mit großen Baugruppen erleichtern. Filtern oder selektives Laden ist eine Option für die Benutzer. Damit können die Ingenieure eine Untermenge der Daten laden, die den Kontext liefert, und diese direkt bearbeiten, oder anhand von Größe, internen/externen Teilen oder anderen Regeln die zu ladenden Bereiche filtern.

Die meisten CAD-Programme bieten mittlerweile die Möglichkeit, große Baugruppen ohne einen Teil der internen Komponenten oder mit einem kleineren Detaillierungsgrad zu laden. Durch diese Entlastung des Arbeitsspeichers wird die Modellreaktion stark verbessert. Dies ist eine sehr gute Möglichkeit, wenn Ingenieure die Baugruppe nur visuell prüfen bzw. die äußere Oberfläche oder Struktur untersuchen möchten.

Creo Parametric von PTC bietet eine verbesserte Visualisierung von großen Baugruppen. Das ist zum Teil dem 64-Bit-Windows-Betriebssystem zu verdanken, mit dem mehr Arbeitsspeicher für das CAD-System adressiert werden kann. Außerdem hat PTC die geometrielose Visualisierungstechnologie aus seiner Anmerkungs- und Visualisierungs-App Creo View in die CAD-Kernprodukte übernommen.

Und das funktioniert so: Wenn Ingenieure Modelle aus einer allgemeinen Perspektive betrachten, lädt die Software nicht alle Daten, sondern nur die Grafik und die Struktur. Erst beim Zoomen auf eine Detailansicht eines bestimmten Modellbereichs werden die Geometrie und der KE-Verlauf dieses Bereichs geladen.

Die Hardwareseite

Je größer und komplexer eine Baugruppe wird, umso mehr Rechnerressourcen sind notwendig. Ingenieure sollten also sicherstellen, dass ihre Workstation der Aufgabe gewachsen ist. Zunächst sollten sie den Arbeitsspeicher des Computers aufrüsten. Der Arbeitsspeicher (RAM) der Workstation sollte die Mindestanforderungen der verwendeten CAD-Anwendung übersteigen.

Ideal sind zwischen 8 GB und 16 GB. Andere Faktoren sind die Geschwindigkeit des Festplattenlaufwerks und des Grafikkarten-Bus. Die zusätzliche Rechenleistung von Multi-Core-Prozessoren wird irgendwann ebenfalls eine Rolle spielen, allerdings sind momentan die meisten CAD-Programme noch nicht Multithreading-fähig.

Mehrere Prozessoren könnten die Anzeige, das Abrufen und die Navigation durch umfangreiche Baugruppenstrukturen beschleunigen. Doch solange es nicht mehr Software gibt, die mehrere Prozessoren in vollem Umfang unterstützt, bleiben sie ungenutzt. Es gibt zwar Strategien für den Umgang mit großen Baugruppen, doch es wird gemeinsame Bemühungen von Softwareentwicklern und Hardwareanbietern erfordern, um mit den Bedürfnissen der Ingenieure, die die immer komplexeren Produkte unserer Zeit entwickeln, Schritt zu halten.

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